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渦街流量計在飽和蒸汽測量中應(yīng)用 |
飽和蒸汽流量測量在80年代人們普遍采用標準孔板流量計,但從流量儀表發(fā)展狀況來看,孔板流量計盡管其歷史悠久、應(yīng)用范圍廣。人們對他的認識也最充分,實驗數(shù)據(jù)最完全,但用標準孔板流量計來測量飽和蒸汽流量,它仍存在一些不足之處:其一,壓力損失較大;其二,導(dǎo)壓管、三組閥及連接頭容易泄漏;其三,量程范圍小,一般為3:1,對流量波動較大易造成測量值偏低。而渦街流量計具有結(jié)構(gòu)簡單,渦街變送器直接安裝于管道上,克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外,渦街流量計的壓力損失小,量程范圍寬,對飽和蒸氣測量量程比可達30:1。因此,隨著渦街流量計測量技術(shù)的成熟,渦街流量計的使用越來越受到人們的青睞!
測量原理
渦街流量計是應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時,在三角柱的漩渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度及漩渦發(fā)生體特征寬度有關(guān),可用下式表示:
式中:f為旋渦的釋放頻率,Hz; v為流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度,m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度,m;St為斯特羅哈數(shù),無量綱,它的數(shù)值范圍為0.14-0.27。St是雷諾數(shù)的函數(shù),St=f(1/Re)。
當雷諾數(shù)Re在102-105范圍內(nèi),St值約為0.2,因此,在測量中,要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102-105,旋渦頻率f=0.2v/d。
因此可知,通過測量旋渦頻率就可以計算出流過漩渦發(fā)生體的流體平均速度v,再由式q=vA可以求得流量q,其中,A為流體流過漩渦發(fā)生體的截面積。
當旋渦在發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生時,利用壓電傳感器測處于流體流向垂直的交變升力變化,將升力的變化轉(zhuǎn)換為電的頻率信號,再將頻率信號進行放大和整形,輸出到二次儀表,進行累積,顯示。
渦街流量變送器的選擇
由于渦街流量計量程范圍寬,因此,在實際應(yīng)用中,一般主要考慮測量飽和蒸氣的流量不低于渦街流量計的下限,也就是說必須滿足流體流速不低于5m/s。根據(jù)用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器,而不能以現(xiàn)有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。
壓力補償用壓力變送器的選擇
由于飽和蒸汽管路長,壓力波動較大,必須采用壓力補償,考慮到壓力、溫度及密度的對應(yīng)關(guān)系,測量中只采用壓力補償即可。
顯示儀表選擇
顯示儀表智能流量顯示儀,具有溫壓補償、瞬時流量顯示和累積流量的積算功能。
渦街流量的參數(shù)設(shè)定
儀表系統(tǒng)的設(shè)定,合肥儀表總廠需設(shè)定的儀表系數(shù)K可用下式表示:
K=1000/K0式中:K0為渦街發(fā)生體在出廠時標定的儀表常數(shù),L/脈沖;K的單位為脈沖數(shù)/m3。
壓力補償壓力變送器的量程設(shè)定。壓力、流量報警上限設(shè)定。
渦街流量計的安裝
渦街流量計盡量安裝在遠離振動源和電磁干擾較強的地方,振動存在的地方必須采用減震裝置,減少管道受振動的影響。
直管段的配置,前后直管段要滿足渦街流量計的要求,所配管道內(nèi)徑也必須和渦街流量變送器內(nèi)徑一致。
使用注意事項
盡量減少管道內(nèi)汽錘對渦街發(fā)生體的沖擊。振動較大而又無法消除時,不宜采用渦街流量計。渦街流量計克服了原孔板流量計諸多不足,對飽和蒸氣的測量更準確、更穩(wěn)定,維護又方便,但值得注意的是測量飽和蒸汽流體流速不得低于5m/s,否則,流量計量值會偏低。
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